小麦熟期相关性状的QTL定位分析

抽穗期、始花期和开花期是衡量小麦成熟期的重要指标,对其进行QTL定位并分析其遗传效应,对小麦品种改良至关重要。为了给小麦分子标记辅助选择育种提供参考,本研究以波兰小麦和普通小麦品系中13杂交后代的F8重组自交系为作图群体,构建由A染色体组和B染色体组共14个连锁群构成的遗传连锁图谱,包含115个SSR标记位点,图谱全长822.9cM,标记间的平均遗传距离为7.16cM;利用复合区间作图法在两年的环境中检测到分别位于1A、5A、6A、7A、2B、4B、5B和6B染色体上的8个抽穗期QTL,5个始花期QTL和6个开花期QTL。表型变异解释率分别为10.12%～31.51%、11.98%～19.75%和9.64%～20.27%。无论是抽穗期、始花期或开花期,都在4B染色体上检测出了与其相关的QTL,说明4B染色体与小麦成熟期关系密切。另外,在1A染色体上检测出2个控制抽穗期的QTL,对表型变异的贡献率分别达到28.13%和31.48%,说明1A染色体控制小麦抽穗期的作用较大。本研究检测出多个成熟期相关的QTL与连锁标记间的遗传距离仅0.01cM,近乎共分离,可在育种中直接用于成熟期的分子辅助选择。

波兰小麦×普通小麦品系“中13”RIL群体籽粒特性的QTL定位

小麦籽粒特性与籽粒产量和品质密切相关。本研究以波兰小麦(Tiriticum polonicum L.)×普通小麦(Triticum aestivum L.)品系"中13"杂交组合衍生的99个F8重组自交系(Recombinant inbred lines,RIL)群体为材料,利用SSR分子标记构建连锁遗传图谱。根据两年实验数据,利用复合区间作图法对粒重、粒长和粒宽3个籽粒特性相关性状进行了QTL定位分析,共检测到12个与籽粒特性相关的加性QTL位点。其中,3个粒重QTL,1个位于1A染色体上,另外2个都在2A染色体上,单个QTL可解释表型变异的13.35%～20.04%;5个粒长QTL,其中2个位于2A染色体上,其余3个分别位于3A、5A和2B染色体上,单个QTL可解释表型变异的8.53%～21.03%;4个粒宽QTL,分别位于1A、2A、3B和5B染色体上,单个QTL可解释表型变异的9.76%～40.79%。在2A染色体上共检测到5个籽粒特性相关性状的QTL,表明2A染色体与籽粒特性关系密切。

波兰小麦主要农艺性状分析

为发掘可供普通小麦育种利用的优异基因资源,考察了来自21个国家的58份波兰小麦的主要农艺性状,结果表明,波兰小麦农艺性状存在丰富的遗传变异,具有植株高大、分蘖力强、小穗数多和千粒重偏低等特点。穗粒数与穗粒重、株高与千粒重、穗长及小穗数与穗密度的简单相关和偏相关均极显著,而穗长与小穗数、穗粒数与千粒重仅偏相关极显著。主成分分析将波兰小麦8个主要农艺性状简化为5个主成分,其累积贡献率为94.28%,以穗型因子的贡献率最高,达到35.12%。供试材料在遗传距离0.67水平上可聚为四个大类,可区分为矮秆长穗少粒型、密穗多粒小粒型、粒多粒重型和高秆少穗少粒型等四种类型,同时注意到聚类结果与其地理来源并不完全一致。

波兰小麦醇溶蛋白遗传变异分析

为了解波兰小麦物种的遗传变异水平和种内不同材料间的遗传关系,利用APAGE技术对72份来源于全世界的波兰小麦材料醇溶蛋白位点进行了检测。结果表明,波兰小麦醇溶蛋白位点存在丰富的变异类型,共产生48条迁移率不同的醇溶蛋白谱带,每个材料具有8~24条不等,平均16.2条。材料间平均遗传相似系数(GS)为0.5132,变幅为0.1429~1.000。当GS水平为0.50时,所有材料可聚为4个大类,其中CItr13919等16个来源于埃塞俄比亚的材料均聚在一起,而另一大类为5份来自于葡萄牙的材料。可以认为,APAGE揭示的种内遗传关系与其地理分布有一定的相关性。

52份波兰小麦种子性状分析

为了解波兰小麦籽粒及其品质性状,对52份波兰小麦品种籽粒性状进行了测定,并对其品质性状间的相关性进行了分析。结果表明:(1)供试波兰小麦籽粒千粒重变异系数最高为42.27%,其次为粗蛋白、湿面筋含量,变异系数分别为11.47%和11.74%;较高原448,10号的籽粒千粒重提高46.95%,20号的粗蛋白含量提高105.83%,2号的湿面筋含量提高94.31%,这些品种可以作为较高千粒重和籽粒品质的重要种质资源;供试小麦籽粒长度、宽度与千粒重呈极显著正相关,籽粒大小可以作为千粒重选择的指标。(2)主成分分析表明,波兰小麦面粉的形成时间对其品质影响的权重最高(W=0.24),其次是稳定时间对品质的影响(W=0.23);面粉的稳定时间和形成时间与籽粒含水率、粗蛋白含量呈显著或极显著负相关,与籽粒千粒重呈极显著正相关,湿面筋含量与面粉形成时间呈显著正相关。可选择千粒重较大、籽粒含水率较低、粗蛋白含量适宜的波兰小麦作为我国小麦遗传基础拓展和品种改良的亲本材料。